一种硅漂移探测器用温度控制电路制造技术

技术编号:14881657 阅读:88 留言:0更新日期:2017-03-24 04:11
本发明专利技术提出了一种硅漂移探测器用温度控制电路,包括主控电路以及与所述主控电路连接的第一电源电路及第二电源电路,所述第一电源电路为升压电源电路,所述第二电源电路为反相电源电路,所述升压电源电路连接有内部温度检测电路和环境温度检测电路,所述主控电路通过串口电路连接有温度反馈电路,所述环境温度检测电路连接所述温度反馈电路,所述主控电路及所述温度反馈电路连接有温度调控电路用以解决现有技术中不能根据环境预设温度值,温度控制响应慢且波动比较大,硅漂移探测器的制冷温度稳定时间长以及制冷温度不够低的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于分析仪器
,特别涉及一种硅漂移探测器用温度控制电路
技术介绍
近年来世界化学分析仪器市场规模达到400亿美元,X射线荧光光谱分析是一种环保、快速、无损、精确的化学分析技术,被广泛应用于环境保护、消费品安全、工业测试与分析等领域。X射线荧光光谱仪是现代化学分析必备的工具,是应用最为广泛的化学分析仪器之一,已经被国际标准检测手段如RoHS(有毒有害物质)检测采用。而漂移控制器作为X射线荧光光谱仪中实现光谱分析的主要器件,由于其使用方便快捷,可分析元素范围广(11号元素Na~92号元素U)、精度高,成本低不需要耗材无损检测等特点,已经在很多行业得到广泛的应用。硅漂移探测器的主要功能部件有高压电源、X射线管、硅漂移探测器、控制电路和电源电路、多道脉冲幅度分析器、专业数据分析系统。硅漂移探测器对温度比较敏感,制冷温度和温度的稳定性直接影响硅漂移探测器和硅漂移探测器的整体性能,其中X射线管产生入射X射线(一次X射线),照射激励被测样品,样品中的原子被激发发出二次X射线(X射线荧光)或者俄歇电子,硅漂移探测器实现光电转换,多道脉冲幅度分析器记录二次射线的能量和数量,数据处理分析软件根据记录的能量和数量对被测样品定性和定量分析。如图1所示,申请号200910029810.9的专利技术专利申请文件提供了一种半导体探测器制冷电源控制电路,探测器内部的温度传感器的信号通过同向放大电路放大后经过分压电路分压后进入DC/DC转换电路的反馈输入端对制冷电压进行调节,利用DC/DC转换电路应用到探测器制冷电路中替代原有的三端稳压器,控制电源的利用效率提高。但是,其存在如下缺点:1、采用电阻分压控制制冷电路,分压电阻是固定值只能预设一个温度值,一般会设置一个最低温度值,硅漂移探测器内部的温度传感器的检测温度高于此预设温度时启动制冷,硅漂移探测器内部的温度传感器的检测温度低于此预设温度时不工作。通过固定的分压电阻确定预设温度不够灵活,不能根据硅漂移探测器的现场根据环境更改预设温度值达到最理想的效果。2、硅漂移探测器内部的温度传感器的检测温度高于预设温度时启动制冷,硅漂移探测器内部的温度传感器的检测温度低于预设温度时不能制热。只能是通过硅漂移探测器的散热来来实现升温,只能对硅漂移探测器制冷,单向温度控制不够灵活。由于升温是通过探测器散热,导致温度控制响应慢且波动比较大。3、无论硅漂移探测器内部的温度传感器温度与预设温度温差大还是温差小制冷电压恒定,不能根据探测器变化的温度调整制冷电压实时控制。导致探测器的温度控制精度不高,探测器温度的稳定时间长。直接影响硅漂移探测器的测试时间和仪器的稳定性和重复性。4、由于该制冷电路制冷速度慢热电制冷片封装在探测器内部不能更换,预设温度低于零下30度时硅漂移探测器的制冷温度达不到预设温度值,硅漂移探测器的极限制冷温度只能在零下30度左右。硅漂移探测器的制冷温度不够低,热噪声干扰使硅漂移探测器的分辨率降低。因此,鉴于上述方案于实际制作及实施使用上的缺失之处,而加以修正、改良,同时本着求好的精神及理念,并由专业的知识、经验的辅助,以及在多方巧思、试验后,方创设出本专利技术,特再提供一种硅漂移探测器用温度控制电路,不仅能够实现硅漂移探测器内部的温度传感器的温度值高于预设温度值时启动制冷,硅漂移探测器内部的温度传感器的温度值低于预设温度值时启动制热,缩短硅漂移探测器的制冷温度稳定时间,提高温度控制精度,而且提高制冷速度,即使在零下40度时硅漂移探测器的制冷温度还能达到预设温度值。
技术实现思路
本专利技术提出一种硅漂移探测器用温度控制电路,解决了现有技术中不能根据环境预设温度值,温度控制响应慢且波动比较大,硅漂移探测器的制冷温度稳定时间长以及制冷温度不够低的问题。本专利技术的技术方案是这样实现的:本专利技术提供一种硅漂移探测器有温度控制电路,包括主控电路以及与所述主控电路连接的第一电源电路及第二电源电路,所述第一电源电路为升压电源电路,所述第二电源电路为反相电源电路,所述升压电源电路连接有内部温度检测电路和环境温度检测电路,所述主控电路通过串口电路连接有温度反馈电路,所述环境温度检测电路连接所述温度反馈电路,所述主控电路及所述温度反馈电路连接有温度调控电路。作为一种优选的实施方式,所述温度反馈电路将所述温度检测电路采集的温度数据存储并与预设温度构成偏差值,利用所述偏差值作为PID控制的偏差输入经过数字PID算法处理后以SPI的方式输出控制信号控制所述温度调控电路进行温度调节,PID算法是指按偏差的比例(P)、积分(1)和微分(D)进行控制,SPI是指串行外设接口的方式。作为一种优选的实施方式,所述温度调控电路包括冷热双向驱动电路以及受所述冷热双向驱动电路驱动控制的制冷制热片。作为一种优选的实施方式,所述温度反馈电路与所述冷热双向驱动电路之间连接有数模转换电路。作为一种优选的实施方式,所述升压电源电路包括一同步整流开关稳压器,所述同步整流开关稳压器的输入引脚接入电源电压,所述同步整流开关稳压器的开关引脚通过第一二极管、第二电阻和第三电阻串联后接地,所述同步整流开关稳压器的输入引脚与所述同步整流开关稳压器的开关引脚之间接有第一电感,所述第一二极管还通过并联的第二电容和第三电容接地,所述第二电容和所述第三电容之间连接有第二电感,所述同步整流开关稳压器的关闭引脚接入使能信号,所述同步整流开关稳压器的输入引脚还通过第一电容接地,所述同步整流开关稳压器的关闭引脚还通过第一电阻接地,所述同步整流开关稳压器的反馈引脚连接所述第二电阻和所述第三电阻之间的接点。作为一种优选的实施方式,所述反相电源电路包括一电压调节转换器,所述电压调节转换器的输入引脚接入电源电压,所述电压调节转换器的开关引脚接入反相使能信号,所述电压调节转换器的开关引脚通过串联的第五电容和第二二极管接地,所述第五电容还通过串联的第四电感和第七电容接地,所述电压调节转换器的反馈引脚通过串联的第六电容、第五电阻和第六电阻接地,所述第六电容还串联第七电容后接地,所述电压调节转换器的输入引脚和所述电压调节转换器的开关引脚之间连接有第三电感,所述电压调节转换器的输入引脚还通过第四电容接地,所述电压调节转换器的关闭引脚通过第四电阻接地。作为一种优选的实施方式,所述内部温度检测电路包括一温度传感器以及连接所述温度传感器的钳位电路,所述钳位电路包括第四二极管、第五二极管和第七电阻,所述第七电阻的一端连接电源电压,所述第七电阻的另一端连接所述第四二极管的正极,所述第四二极管的负极连接所述第五二极管的正极,所述第五二极管的负极接地,所述温度传感器的正极接地,所述温度传感器的负极连接所述第四二极管的正极。作为一种优选的实施方式,所述环境温度检测电路包括电压跟随器、第八电阻以及第十四电容,所述第八电阻的一端接入电源电压,所述第八电阻的另一端分别所述第十四电容接地以及连接所述电压跟随器,所述电压跟随器的同相输入端连接所述第四二极管的正极,所述电压跟随器的反相输入端与输出端之间连接,所述电压跟随器接地。作为一种优选的实施方式,所述温度反馈电路还连接有复位电路,所述复位电路包括第九电阻、第十电阻以及第十电容,所述第十电阻连接所述温度反馈电路,所述第本文档来自技高网
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一种硅漂移探测器用温度控制电路

【技术保护点】
一种硅漂移探测器用温度控制电路,包括主控电路以及与所述主控电路连接的第一电源电路及第二电源电路,其特征在于,所述第一电源电路为升压电源电路,所述第二电源电路为反相电源电路,所述升压电源电路连接有内部温度检测电路和环境温度检测电路,所述主控电路通过串口电路连接有温度反馈电路,所述环境温度检测电路连接所述温度反馈电路,所述主控电路及所述温度反馈电路连接有温度调控电路。

【技术特征摘要】
1.一种硅漂移探测器用温度控制电路,包括主控电路以及与所述主控电路连接的第一电源电路及第二电源电路,其特征在于,所述第一电源电路为升压电源电路,所述第二电源电路为反相电源电路,所述升压电源电路连接有内部温度检测电路和环境温度检测电路,所述主控电路通过串口电路连接有温度反馈电路,所述环境温度检测电路连接所述温度反馈电路,所述主控电路及所述温度反馈电路连接有温度调控电路。2.根据权利要求1所述的硅漂移探测器用温度控制电路,其特征在于,所述温度反馈电路将所述温度检测电路采集的温度数据存储并与预设温度构成偏差值,利用所述偏差值作为PID控制的偏差输入经过数字PID算法处理后以SPI的方式输出控制信号控制所述温度调控电路进行温度调节。3.根据权利要求1所述的硅漂移探测器用温度控制电路,其特征在于,所述温度调控电路包括冷热双向驱动电路以及受所述冷热双向驱动电路驱动控制的制冷制热片。4.根据权利要求3所述的硅漂移探测器用温度控制电路,其特征在于,所述温度反馈电路与所述冷热双向驱动电路之间连接有数模转换电路。5.根据权利要求1所述的硅漂移探测器用温度控制电路,其特征在于,所述升压电源电路包括一同步整流开关稳压器,所述同步整流开关稳压器的输入引脚接入电源电压,所述同步整流开关稳压器的开关引脚通过第一二极管、第二电阻和第三电阻串联后接地,所述同步整流开关稳压器的输入引脚与所述同步整流开关稳压器的开关引脚之间接有第一电感,所述第一二极管还通过并联的第二电容和第三电容接地,所述第二电容和所述第三电容之间连接有第二电感,所述同步整流开关稳压器的关闭引脚接入使能信号,所述同步整流开关稳压器的输入引脚还通过第一电容接地,所述同步整流开关稳压器的关闭引脚还通过第一电阻接地,所述同步整流开关稳压器的反馈引脚连接所述第二电阻和所述第三电阻之间的接点。6.根据权利要求1所述的硅漂移探测器用温度控制电路,其特征在于,所述反相电源电路包括一电压调节转换器,所述电压调节转换器的输入引脚接入...

【专利技术属性】
技术研发人员:谌文魏国何承林
申请(专利权)人:无锡南理工科技发展有限公司
类型:发明
国别省市:江苏;32

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